串級系統英文解釋翻譯、串級系統的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 cascade system

分詞翻譯：

串級的英語翻譯：

【計】 cascade stage

系統的英語翻譯：

system; scheme
【計】 system
【化】 system
【醫】 system; systema
【經】 channel; system

專業解析

在控制工程領域，串級系統（Cascade System）指一種将兩個或多個控制器串聯連接的高級控制結構。其核心原理是：主控制器（Primary/Master Controller）的輸出作為副控制器（Secondary/Slave Controller）的設定值，副控制器則直接驅動最終執行機構。這種層級結構旨在通過内環（副回路）快速抑制主要幹擾，而外環（主回路）則專注于保證主被控變量達到設定值，從而顯著提升系統的動态響應速度和抗幹擾能力。

核心特點與工作原理：

層級控制結構：系統包含至少兩個閉環回路。内環（副回路）通常控制一個響應速度快、與主要幹擾關系密切的輔助變量（如流量、轉速）。外環（主回路）控制最終需要穩定的主變量（如溫度、壓力、液位）。主控制器的輸出（SP₁）即為副控制器的設定值（SP₂）。
快速幹擾抑制：設計良好的副回路能夠快速響應進入其回路的幹擾（如閥門壓力波動對流量的影響），在主變量尚未受到顯著影響前将其消除或削弱。
改善主回路性能：由于副回路快速抑制了主要幹擾，主控制器面對的“過程”動态特性得到改善（等效過程增益可能降低，時間常數減小），使其能更平穩、更精确地将主變量控制在設定值附近，尤其適用于主過程滞後大的場合。
應用場景：廣泛應用于化工過程控制（如反應器溫度-冷卻水流量串級控制）、鍋爐控制（汽包水位-給水流量串級控制）、電機調速（轉速-電流串級控制）等對控制品質要求較高的工業過程。

數學表達（簡化框圖）：典型的串級控制系統框圖可表示為： $$ begin{array}{c} text{設定值 (R)} & rightarrow & boxed{G_{c1}(s)} & rightarrow & text{SP}2 & rightarrow & boxed{G{c2}(s)} & rightarrow & boxed{G{v}(s)} & rightarrow & boxed{G{p2}(s)} & rightarrow & Y2 & & & & & & & & & & downarrow & & & & & & & & & & & boxed{G{p1}(s)} & rightarrow & Y_1 & & & & & & & & & & uparrow & & & & & text{反饋} & leftarrow & boxed{H_2(s)} & leftarrow & & & & & & text{反饋} & leftarrow & boxed{H_1(s)} & leftarrow & & & & & & end{array} $$

$G{c1}(s)$, $G{c2}(s)$：主、副控制器傳遞函數
$G_{v}(s)$：執行機構（如閥門）傳遞函數
$G{p1}(s)$, $G{p2}(s)$：主、副被控過程傳遞函數
$H_1(s)$, $H_2(s)$：主、副測量變送器傳遞函數
$Y_1$, $Y_2$：主、副被控變量
SP₂：副控制器設定值（= 主控制器輸出）

權威參考來源：

國際自動控制聯合會 (IFAC) 術語庫：對串級控制（Cascade Control）進行了标準定義，強調其雙回路結構和設定值層級關系。來源：IFAC Technical Committee Glossary (查看定義：https://www.ifac-control.org/glossary - 需在術語庫中搜索 "Cascade Control")。
《Control Systems Engineering》- Norman S. Nise：這本廣泛使用的教材詳細解釋了串級控制的結構、工作原理、設計步驟（如副回路選擇原則、主副控制器整定順序）及其相對于單回路控制的優勢。來源：Nise, N. S. (2015). Control Systems Engineering (7th ed.). Wiley. (相關章節鍊接通常需通過出版社或圖書館獲取)。
《Process Dynamics and Control》- Dale E. Seborg 等：面向過程控制的經典著作，深入探讨了串級控制在化工過程中的應用實例、性能分析及設計考量。來源：Seborg, D. E., Edgar, T. F., Mellichamp, D. A., & Doyle III, F. J. (2016). Process Dynamics and Control (4th ed.). Wiley. (相關章節鍊接通常需通過出版社或圖書館獲取)。

網絡擴展解釋

串級系統（即串級控制系統）是一種通過多個控制器串聯協作來提升控制精度的複雜控制系統。以下從結構、特點和應用場景三方面進行詳細說明：

一、基本結構

串級系統包含主回路和副回路兩個控制環路，分别對應主控制器（主調節器）和副控制器（副調節器）：

主回路：負責控制主變量（如反應釜物料溫度），主控制器的輸出作為副控制器的設定值。
副回路：快速響應副變量（如夾套溫度），其設定值由主控制器動态調整，最終通過調節閥執行控制動作。

二、核心特點

抗幹擾能力強：副回路能快速消除進入副環的幹擾（如蒸汽壓力波動），減少對主變量的影響。
動态響應快：副回路改善了對象特性，縮短控制滞後時間，例如夾套溫度變化比物料溫度更快響應。
自適應能力：當負荷變化時（如反應釜投料量改變），副回路可自動調整主控制器的設定值。

三、典型應用場景

大滞後系統：如化工反應釜溫度控制，主變量響應慢時，通過副回路提前調節夾套溫度。
強幹擾環境：存在頻繁波動因素（如流體壓力突變）的場合。
非線性對象：被控對象特性隨負荷顯著變化時，例如精餾塔壓力-流量耦合控制。

提示：實際應用中需注意主/副變量需存在因果關系，且副回路時間常數應小于主回路。若需具體系統框圖，可參考中的典型結構示意圖。